金属有机物化学气相沉积颗粒物污染及在线氯气清洗工艺研究

近耦合喷淋MOCVD在硅衬底GaN基LED外延生长中优势显著。外延中反应室内颗粒物污染直接影响着晶体质量。通过自主设计加工全316L不锈钢近耦合MOCVD喷头,在近耦合喷淋MOCVD上首次实现了在线氯气清洗并完成工艺优化。利用激光尘埃粒子计数器对硅衬底GaN基LED外延过程中,不同工艺、反应室不同位置颗粒物数量随时间变化、粒径分布进行研究。验证了近耦合喷淋MOCVD在线氯气清洗可行且效果良好。发现抹灰工艺会产生大量颗粒物,10min颗粒物难以稳定。颗粒物污染主要来自加热器,且加热器处颗粒物粒径较大。该结果可为外延工艺优化及相关设备开发提供参考。

金属有机物化学气相沉积法制备铱涂层的形貌与结构分析

采用金属有机物化学气相沉积法,在不通入活性气体的条件下,研究了三乙酰丙酮铱先驱体挥发温度对铱涂层显微结构的影响。在500℃的金属铌和陶瓷石英基片上制备出亮银白色的多晶相铱涂层。分析表明:铌和石英基片上沉积的铱涂层均由两层不同结构的薄膜构成,220℃挥发先驱体沉积出由纳米级颗粒疏松堆积构成的涂层,185℃挥发先驱体沉积出致密的涂层。铱涂层表面光滑均匀,无明显缺陷。

金属有机物化学气相沉积法制备负载型纳米TiO_2光催化剂及性能评价

纳米粉末TiO2是有效的光催化剂,但存在回收困难、分散性差、颗粒易团聚等问题,极大地限制了其在废水处理中的实际应用.为解决上述问题,采用常压金属有机物化学气相沉积技术在活性炭表面沉积构成纳米TiO2固定化非均相光催化剂.XRD图谱表明煅烧温度为773 K时负载的TiO2晶型结构为锐钛矿,873 K时出现金红石相.TEM分析表明负载量为8%(wt)时负载的TiO2颗粒的粒径为10～20 nm;载体负载前后BET面积减少仅为6%.以对氯苯酚(4-CP)为污染物进行了光催化降解实验,结果表明制备的负载型TiO2的光催化活性不仅接近商业粉末光催化剂P25,而且可以重复使用10次其光催化活性保持不变,显示了较好的废水处理应用前景.

等离子体金属有机物化学气相沉积碳氮化钛

叙述了采用金属有机物钛酸四乙脂取代四氯化钛,运用PCVD外加热法沉积Ti(CN)涂层,其显微硬度可达1600kg/mm^2,涂层结构仍为柱状晶.

金属有机物化学气相沉积同质外延GaN薄膜表面形貌的改善

为了获得高质量的GaN薄膜材料,研究了金属有机物气相沉积系统中GaN插入层对GaN衬底同质外延层表面宏观缺陷和晶体质量的影响.研究发现,插入层生长温度是影响GaN同质外延膜表面形貌和晶体质量的关键因素.由于生长模式与插入层生长温度相关,随着插入层生长温度的降低,外延膜生长模式由准台阶流模式转变为层状模式,GaN同质外延膜表面丘壑状宏观缺陷逐渐减少,但微观位错密度逐渐增大.通过对插入层温度和厚度的优化,进一步调控外延层的生长模式,最终有效降低了外延层表面的宏观缺陷,获得了表面原子级光滑平整、位错密度极低的GaN同质外延膜,其X射线衍射摇摆曲线(002),(102)晶面半峰宽分别为125arcsec和85arcsec,表面粗糙度均方根大小为0.23nm.

金属有机物化学气相沉积法制备的锰掺杂氮化镓薄膜的结构和光学性质

为研究锰价态对掺杂氮化镓薄膜的光学性质影响,采用金属有机物化学气相沉积技术在不同的温度下生长锰掺杂的氮化镓外延薄膜材料。采用原子力显微镜探测不同温度下生长的样品表面;X射线光谱仪探测样品中锰的化学价态;光致荧光谱仪测量不同样品的可见光段和红外波段的光学性质。测试结果表明在900~980℃温度范围,样品表面平整无杂相;此范围为优化的生长温度。其后,在优化的生长温度下,生长重掺杂薄膜样品;X光谱仪测试结果表明锰以2价或3价态形式代替镓原子存在。光致荧光谱测试结果表明,除了在可见光的紫光波段,所有样品均具有8个精细发光结构,不受生长温度影响之外,在其他测试范围,发光性质取决于生长温度。对于在低温下生长的薄膜,可探测到较强的天蓝色发光带,这个发光带是与镓金属在表面积累相关;而对于在相对较高温度下生长的薄膜,可探测到较强的红外发光带,并且具有零声子线和声子伴线的精细结构特征。这个红外发光带是Mn^(3+)内电子自旋允态的~5 T_2→~5 E跃迁而引起的展宽的零声子线和声子伴线;并且声子伴线分别对应于GaN特征拉曼散射峰。上述结果表明,生长温度发生改变,氨气分解产生变化,导致氮空位发生变化,可以使得锰掺杂氮化镓中锰离子充电或放电,改变了价态,从而改变了材料的光学性质。此规律为人工制备具有不同光学性质的材料提供参考。

金属有机物化学气相沉积法沉积镍膜的影响因素

为了获得高速沉积镍膜的工艺参数 ,以羰基镍 [Ni(CO) 4 ]为前驱体 ,用金属有机物化学气相沉积法进行试验 ,以SEM ,DSC ,XRD测试分析技术探讨了载气、温度和羰基镍的摩尔分数对沉积速率的影响 ;也探讨了温度及羰基镍的摩尔分数对镍膜微观形貌的影响。结果表明 ,以氩气为载气比氦气为载气更容易获得高沉积速率 ;在沉积温度为 15 0℃左右可获得沉积速率较快、微观形貌较好的薄膜 ;随羰基镍摩尔分数的增加 ,沉积速率也明显增大 ,同时薄膜的微观形貌也变得较为粗大 ,但达到 30 %之后 ,沉积速率增速减缓。

金属有机化合物化学气相沉积法制备铱薄膜的研究

以乙酰丙酮铱为前驱体,采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在钼基体上制备了铱薄膜。研究了铱的沉积速率与基体温度、乙酰丙酮铱的加热温度和运载气体(Ar)流速等沉积参数的关系。铱薄膜的沉积速率与沉积温度之间的关系不符合Arrhenius方程:沉积速率与绝对温度的倒数呈抛物线关系,当温度为750℃时,铱的沉积速率达到最大值,基体温度对薄膜质量有显著影响;随着以乙酰丙酮铱加热温度的升高,铱的沉积速率直线增加;而Ar流速的增大则显著减小铱的沉积速率。

金属有机化学气相沉积法制备ZnO和ZnO：Ni薄膜及其特性分析

采用金属有机化学气相沉积法制备了ZnO和ZnO∶Ni薄膜,并对它们的结构、光学和电学特性进行了对比研究.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜的表面形貌和晶体结构进行了分析,结果表明,Ni元素的掺杂虽然降低了薄膜的晶体质量,但并未改变ZnO的纤锌矿结构.通过紫外-可见分光光度计对薄膜的光学特性进行了测试与分析,结果表明,ZnO∶Ni薄膜在可见光区的平均透过率可达90%,优于ZnO薄膜在可见光区的平均透过率(85%).霍尔(Hall)测试显示ZnO∶Ni薄膜的导电类型仍为n型,但其电阻率已经明显增加,载流子浓度也远低于未掺杂ZnO薄膜的载流子浓度,说明Ni元素的掺杂对ZnO薄膜的特性产生了很大影响.

金属有机化学气相沉积的研究进展

概述了金属有机化学气相沉积技术(MOCVD)的一般原理,讨论了适用于金属有机化学气相沉积的前驱体化合物及反应器类型,介绍了金属有机化学气相沉积技术在半导体化合物材料和各种薄膜材料中的发展及应用。

金属有机化学气相沉积W薄膜

以W(CO)6为前驱体,采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)在Cu基体表面进行了沉积W薄膜的研究。通过调整W(CO)6热解温度、W(CO)6气化温度及载气(高纯氢气)的流量等工艺参数,成功制备了均匀、致密的W薄膜;研究了沉积速率与上述参数之间的关系,并得出了在本试验条件下应用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)制备W薄膜的最佳工艺参数:热解温度为320～380℃,载气流量为160～200ml/min。

金属有机化学气相沉积制备铁电薄膜材料研究进展

铁电薄膜是一类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。金属有机化学气相沉积(MOCVD)是制备铁电薄膜的一种重要方法。综述了金属有机化学气相沉积法制备铁电薄膜的历史、原理、工艺参数、特点和采用此方法制备出的某些材料的铁电性能。

常压下用金属有机化学气相沉积法在HP40钢表面制备纳米氧化铝薄膜及表征

常压下用金属有机化学气相沉积法(MOCVD),以仲丁醇铝(ATSB)为前驱体、氮气为载气在HP40钢表面制备了纳米氧化铝薄膜;用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜等研究了沉积温度等参数对氧化铝薄膜沉积速率的影响,并对其形貌进行了观察。结果表明:随着沉积温度从503K升高到713K,薄膜沉积速率从0.1mg·cm^(-2)·h^(-1)增加到0.82mg·cm^(-2)·h^(-1);当沉积温度在593～653K范围内,可获得晶粒尺寸为10～15nm的纳米氧化铝薄膜;反应的表观活化能随氮气与ATSB蒸气混合气流速增加而降低,不同的混合气流速有不同的反应级数,ATSB的反应级为0.7±0.02。

金属有机化学气相沉积法制备SnO_2/MCM-41半导体传感器及其性能研究

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法制备了SnO2/MCM-41半导体传感器,考察了沉积时间和沉积温度对SnO2/MCM-41半导体传感器的SnO2沉积量、比表面积和孔径的影响;研究发现,随着SnO2沉积量的增加,孔径有规律地下降,说明SnO2较均匀地沉积在介孔分子筛MCM-41的孔道之中.SnO2/MCM-41半导体传感器对CO和H2具有较高的传感性能,其传感性能的大小与CO和H2的浓度成正比.

金属有机化学气相沉积生长Zn_(1-x)Mn_xSe薄膜的发光和磁光性质

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在GaAs衬底上生长了不同组分的Zn1-xMnxSe薄膜。X射线衍射和X射线摇摆曲线证明样品具有较好的结晶质量。在低温、强磁场下对样品的发光进行了研究,在带边附近观察到两个发光峰的相对强度随着磁场增强发生了变化。通过变温光谱探讨了这两个发光峰的来源,并被分别归因于自由激子跃迁和与Mn有关的束缚态激子跃迁。同时随着磁场的增强,ZnMnSe带隙发光红移是由于类S带和类P带电子与Mn离子的3d5电子的自旋交换作用。

金属有机化学气相沉积法在欧泊空隙中生长磷化铟的影响因素

制备磷化铟(InP)反欧泊三维光子晶体的关键是提高InP在欧泊空隙中的填充率。使用低压金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统在人工欧泊空隙中生长了InP晶体,分析了影响InP在欧泊空隙中填充的因素及确定了InP的最佳生长条件。实验和理论分析的结果较为符合。磷化铟在人工欧泊空隙中的填充率越高,二氧化硅球和空隙间的折射率差越大,人工欧泊光子晶体光学性能的变化就越显著;周期生长、低压、使用和InP失配小的衬底以及异质同构现象有助于InP在欧泊空隙中的填充。在优化的生长条件下制备了填充率较高的SiO2-InP光子晶体。研究结果为制备InP反欧泊结构积累了有益的经验。

金属有机化学气相沉积法生长AlN/Si结构界面的研究

采用金属有机化学气相沉积法在Si(111)衬底上生长了AlN外延层。高分辨透射电子显微镜显示在AlN/Si界面处存在非晶层,俄歇电子能谱测试表明Si有很强的扩散,拉曼光谱测试表明存在Si-N键,另外光电子能谱分析表明非晶层中存在Si_3N_4。研究认为MOCVD高温生长造成Si的大量扩散是非晶层存在的主要原因,同时非晶Si_3N_4层也将促使AlN层呈岛状生长。

金属基底上化学气相沉积法制备石墨烯研究进展

石墨烯因其独特的结构以及卓越的光、电、热性能,已成为材料科学领域的研究焦点。目前,制造或分离单层和双层石墨烯的方法多种多样,其中化学气相沉积技术因其能够生产高质量石墨烯而备受青睐。化学气相沉积不仅可以在不同金属基底上成功合成石墨烯,而且具有大规模生产的潜力,操作简便,成本效益高。本文将对化学气相沉积法在不同金属基底上制备石墨烯的过程进行综述,并展望其未来的发展方向。